• 한국지능시스템학회논문지
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• 제14권7호
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• pp.914-919
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• 2004

모터가 회전할 때 감속기에 연결되어 있는 구동부의 부하나 구동부의 상태변화에 따라 모터의 토크, 회전수 등이 함께 변한다. 역으로 모터의 토크, 회전수 등을 측정하면 부하의 변동이나 구동부의 상태를 감시 할 수 있다. 이를 위해 스트레인게이지와 브릿지회로를 이용한 토크측정방법이 가장 일반적인데 이것은 접촉식 방법이어서 회전 속도와 사용시간에 따른 수명을 가진다. 그래서 이 방법을 이용한 시스템은 부품의 일부 또는 전체를 교체하는 유지보수론 필요로 하게 된다. 그리고 이러한 장비는 크기가 크고 고가이며 계측기를 연결하고 측정하는 과정이 매우 번거롭다. 본 논문에서 우리는 홀 이펙터 센서를 이용하여 토크와 회전수를 측정하는 비 접촉식 방법을 제안하고자 한다. 이를 위해서 홀 센서를 유성기어에 부착하고 이를 이용한 기어드 모터와 모니터링 시스템을 제작하였다. 모니터링 시스템은 측정 데이터(토크, 회전수)와 연산되어진 데이터(전달 동력)를 화면표시하며 블루투스 통신 프로토콜을 이용한 네트워킹 기능을 가진다. 제안된 방법은 기존방법에 비해 매우 저렴한 방법이고 토크와 회전수를 측정하는 매우 간단한 방법이다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권5호
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• pp.694-699
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• 2012

본 논문은 수식모델과 히스테리시스 제어기를 사용하여 엔코더, 속도추정기 및 PI 제어기가 필요 없는 새로운 영구자석 직류전동기 센서리스 속도제어 방법을 제안한다. 본 논문의 제어는 영구자석 직류전동기와 수식모델의 토크 차이를 억제하도록 전압을 인가함으로써 전동기의 속도를 설정치인 수식모델의 속도에 추종시키는 방법이며, 순시 토크 제어에 히스테리시스 제어기를 사용하였다. 히스테리시스 제어기는 수식모델 토크 지령치와 전기자전압 및 전류 정보를 이용하여 추정한 전동기 토크를 비교하여 오차를 계산한 후, 히스테리시스 밴드를 거쳐 그 오차를 최소화하는 전압을 선정하여 전동기에 출력하는 방법이다. 본 논문은 제안한 방식의 이론적인 배경 및 타당성에 대해 기술하였으며 실험을 통해 제안된 방식의 우수성을 검증하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제6권6호
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• pp.873-880
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• 2011

최근 환경오염, 지구 온난화, 화석 연료 고갈 등이 범지구적 문제가 됨에 따라 녹색 에너지 기술 개발이 주목을 받고 있다. 이런 추세에 따라, 자전거가 다양한 스마트 에너지 기술과 결합하여 친환경 근거리 이동수단으로 발전하고 있다. 스마트 자전거 기술과 관련하여 많은 기술이 개발되고 있는데 이중 PAS(Power Assist System)는 사람의 힘과 전기의 힘을 효과적으로 결합하여 배터리로 구동되는 전기 모터를 제어하는 기술이다. 본 논문은 PAS를 구성하는 핵심 기술인 새로운 토크 센서를 제안한다. 이 기술은 기존 기술들과는 달리 자전거 뒤축에 스트레인 게이지를 부착하여 슬립링의 필요성을 없애고 사람에 의해 가해지는 구동축 토크를 측정 할 뿐 아니라, 현재 작동되는 기어의 위치를 근사적으로 추정 가능하게 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.525-526
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• 2016

전기자동차 (EV)에서 구동용 모터의 토크 제어를 위한 인버터에는 제어 연산 및 고장 진단 기능을 수행하기 위한 MCU가 있으며, MCU는 상위 제어기 차량 제어 유닛 (VCU)에게 현재 모터 및 인버터의 상태를 주기적으로 전달하고, 현재 차량 주행에 적합한 토크 지령을 받아 토크 제어를 수행하게 된다. 이를 위해 MCU는 전류, 전압 및 위치 센서의 값을 읽어 제어를 수행하게 되며, 제어의 결과 값으로 pulse width modulation (PWM)을 생성하여 이를 통해 모터에 전압을 공급하게 된다. 즉 차량의 구동에 있어 PWM 신호는 가장 중요한 부분이다. 하지만 생산 불량 또는 진동에 의한 납땜 불량 또는 MCU 전원 고장 등으로 MCU에 고장이 발생하게 되면 이상 PWM을 생성하게 되고 정상적인 토크 제어가 불가능해진다. 이때 안전하게 EV를 정지 시키는 알고리즘이 필요하게 되며, 이를 수행 할 supervisor control unit (SCU)가 인버터 컨트롤 보드에 추가되어야 한다. 본 논문에서는 고속으로 주행하던 차량에서 메인 MCU가 고장 날 경우에 안전하게 EV를 정차시키는 방법에 대해 다루었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.1-6
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• 2003

The torque is an important measure that represents the performance of a particular engine. Furthermore the information of engine torque can be used as a primary feedback parameter in modem engine management system. In this paper, a methodology is proposed for torque estimation of SI-engine. Since the proposed method uses cylinder pressure sensor, the torque can be estimated in a simple manner. The indicated torque is estimated from the peak pressure and its location, and the load torque is observed by the state observer based on the estimated indicated torque. The proposed method is accurate and robust against the variations that affect the torque production such as spark timing, mass air flow and others. This torque estimation method may be an alternative solution to the use of engine torque maps in a modem torque-based engine management system.

• 전력전자학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.171-178
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• 2008

본 논문에서는 압력예측기법과 직접 순시토크 제어기법을 통한 유압펌프용 SRM의 압력제어 구동시스템을 제안하였다. 일반적으로 유압 펌프 시스템은 유압센서의 응답성으로 인하여 제어시스템의 시지연이 비교적 길어지게 되며, 이러한 시간지연은 PI 또는 PID 제어 구조에서 장시간의 진동과 불안정화를 만들기 쉽다. 본 논문에서는 시간 지연문제를 해결하고 리플이 없는 압력제어를 위하여 스미스 예측기(simth predictor)를 통한 지연보상과 직접 순시토크제어기법(Direct Instantaneous Torque, 이하 DITC)을 적용하였다. 제안된 제어 방식은 펌프와 센서간의 기구적 문제에 의한 지연문제 해결과 안정성을 확보하고, 펌프 압력제어의 동특성을 향상시키며 전류(轉流, commutation) 구간에서 균일한 토크를 발생시켜 토크 리플을 억제하기 위함이다. 제안된 제어방식은 시뮬레이션과 실험을 통하여 효용성을 검증하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.140-140
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• 2017

4륜 장착 자동차의 토크 전달은 2륜 구동, 4륜 구동 모드를 간단히 전환하는 방식(part time 4WD)과 항시 사륜 구동 모드에서 전후륜의 토크 전달비를 제어하는 방식(AWD, all wheel drive)이 있다. 경제의 발달에 따라서 취미 인구의 확대로 국내에만 180만 명의 R/C car 사용자가 있다. 이 중 2WD-4WD의 전환을 differential lock mechanism으로 구현한 수입산 모델의 가격이 1,000,000원을 호가하지만 가변 제어 방식이 아닌, 정차 후 2-4륜 구동 전환 방식을 적용하고 있으며 상대적으로 내구성이 떨어진다. DC motor의 출력이 늘어나고 배터리의 성능이 좋아진 현재 소형 RC car의 최고 속도는 80 km/h 정도로 빨라졌다. 그러나 마찰 계수가 낮은 노면(실내의 대부분 평활 처리된 복도)에서는 2륜 구동 모드의 활용도가 매우 낮다. 미끄러운 노면에서 후륜 구동 모드로는 oversteer가 발생하여 차량이 스핀하기 쉽고 전륜 구동 모드로는 understeer가 발생하여 제대로 된 코너링이 어렵다. 상시 4륜 구동 모드는 에너지 소모가 크고 전후륜이 tight coupling되어 있는 문제 때문에 일반적인 노면에서 부드러운 코너링이 잘 이루어지지 않는 문제가 있다. 본 연구에서 제안하는 방식은 그림 1와 같이 center shaft의 중간에 영구 자석으로 만들어진 토크 전달용 판이 있고 그 사이에 자계를 차폐할 수 있는 강자성체 셔터를 서보 기구에 연결하여 서보 회전각에 따라서 구동 쪽의 토크가 피구동축으로 전달되는 양을 연속 가변제어할 수 있다. 토크 전달용 판의 차폐 면적에 따른 토크 전달양을 전/후륜 바퀴의 Static torque를 통해 측정하였으며(그림 2), 공중 상태에서 즉 공기저항만을 고려한 상태에서의 RPM 회전수 차이 측정(그림3)을 통해 구동 쪽의 회전수가 피구동축으로 전달되는 양을 측정하여 연속가변 토크 제어 전달 기구의 성능을 확인하였다. 이 기구는 현재 1차적으로는 remote controller의 ch 3(ON/OFF제어 방식)에 연결하여 특정한 양의 토크를 전륜 쪽으로 보낼 수 있도록 구현이 가능하며, ch 2(PID제어 방식)에 연결하여 연속 가변 조절이 가능하도록 구현이 가능하다. 부가적으로 Arduino board를 내장하여 전후륜의 휠센서에서 입력되는 신호를 감지하여 자동적으로 전후륜에 배분되는 토크를 제어할 수 있도록 설계 중에 있다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1061-1062
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• 2011

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.148-149
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• 2017

본 논문에서는 인덕턴스가 작은 BLDC 전동기에서 상전환 시에 나타나는 토크 리플을 저감하는 기법을 제안한다. BLDC 전동기의 홀센서 신호전환 시점에서 상전류를 예측하고 이 전류가 지령치에 미치지 못할 경우 지령전류를 보정하여 스위칭의 듀티비를 새로 계산한다. 제안된 기법은 실험으로 검증된다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.119-123
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• 2007

본 논문은 유도전동기의 센서리스 속도제어기에 대한 연구이다. 유도전동기의 속도의 제어방법은 자속추정을 위한 기준모델로써 부하-토크 관측기를 이용한 MRAS(Model Reference Adaptive System)를 기초로 하였으며, 전형적인 MRAS 제어기 특성의 속도응답은 부하 토크 외란의 변화에 영향을 미친다. 따라서 제안된 시스템에서의 부하-토크 관측기를 사용한 속도제어 특성은 부하 토크 외란에 의한 영향을 받지 않는다. 이러한 제어 알고리즘을 MATLAB의 SIMULINK를 통해 전체 시스템을 모델링하여 시뮬레이션 한 결과는 유도 전동기의 다양한 부하 구동 적용에 대한 슬라이딩 속도 제어기의 효과적인 개선이 되었음을 알 수 있었다. 그러므로 이러한 제어 방법들이 산업 응용분야에 확대되어 적용되었으면 한다.